继电保护原理电网的差动保护
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实验二:微机变压器差动保护实验一、变压器实验台工作原理及接线变压器差动保护一次接线如图,它是单侧电源供电的三绕组容量为2kV A的变压器,采用Y/Y/∆—12—11接线,高、中、低侧线电压分别为380V、230V和115,高、中、低侧额定电流分别为3.05A、5A和6.75A,电流互感器变比为15/5,变压器设二次谐波制动比率差动保护。
115V(低压)380V(高压)230V(中压)差动保护实验台一次接线实验台对应设备名称分别是:(1)1QF:电源开关;(2)1KM、2KM、3KM:分别是高、中、低压侧模拟断路器;(3)1R:中压侧模拟三相可调电阻,每相电阻0~30Ω,电流5A,功率750W;(4)2R:低压侧模拟三相可调电阻,每相电阻0~15Ω,电流7A,功率750W;(5)4KM、5KM:分别是中、低压侧短路实验时模拟断路器;(6)4QF、5QF:分别是中、低压侧模拟三相短路开关;(7)1SA、2SA:分别是中、低压侧正常运行(外部故障)和内部故障切换开关;二、实验内容:1、微机差动保护定值设定采用二次谐波制动以躲过变压器空投时励磁涌流造成保护的误动,装置按三段折线式比率制动特性要求,其动作特性如图。
根据给定的有关参数,将计算结果填入TOP9720C1变压器差动微机保护。
a b cdI dI cdoI r1I r2I rO差动速断电流定值I d= 2.02 A;比率差动电流定值I cd0= 0.3 A制动电流1I r1= 0.801 A,折线斜率1K1= 0.3 ;制动电流2I r2= 1.52A;折线斜率2K2=0.5;中压侧平衡系数K PM=Ihe/Ime= 1.01/1.67=0.6 ;低压侧平衡系数K PL=Ihe/Ile= 1.01/2.25=0.45 ;二次谐波制动比K d2=0.2;TA 断线检测:投入,TA 断线闭锁:退出。
2、正常运行方式实验(1)切换开关1SA 、2SA 置于“外部正常”位置,将可调电阻1R 、2R 调到最大,合上实验电流总开关1QF ,调节调压器,使电压指示表从0V 慢慢上升至380V 。
电力系统中的继电保护装置原理继电保护装置在电力系统中起着至关重要的作用。
它们用于检测电力系统中的异常情况,并迅速切断故障部分,以保护系统的正常运行和设备的安全。
本文将介绍电力系统中继电保护装置的原理及其工作机制。
一、继电保护装置的基本原理继电保护装置的基本原理是利用电力系统中的电流、电压等信号,通过对这些信号进行检测和判断,实现对电力系统的保护。
具体来说,继电保护装置通过测量电流和电压的大小和相位关系,判断电力系统中是否存在异常情况,如短路、过电流、低电压等。
一旦检测到异常情况,继电保护装置会发出信号,通过断路器等设备切断故障电路,以防止故障扩大或对设备造成损坏。
二、继电保护装置的工作机制继电保护装置的工作机制通常包括以下几个步骤:1. 信号采集:继电保护装置通过电流互感器和电压互感器等设备对电力系统中的电流和电压进行采集。
这些传感器将电流和电压信号转化为适合继电保护装置处理的信号。
2. 信号处理:继电保护装置会对采集到的信号进行处理,例如通过滤波器滤除噪声等。
信号处理的目的是确保继电保护装置能够准确地判断电力系统中是否存在故障。
3. 故障判断:在信号处理之后,继电保护装置会将处理后的信号与预设的故障判断条件进行比较。
如果处理后的信号符合某一故障判断条件,继电保护装置将判断系统发生了故障。
4. 发出动作信号:一旦继电保护装置判断系统发生故障,它会发出动作信号。
这个信号通常用于切断故障部分的电路,以保护系统和设备的安全。
5. 动作执行:继电保护装置的动作信号会送至断路器等装置,使其切断故障电路。
在故障被排除之后,断路器可以重新合闸,使电力系统恢复正常运行。
三、继电保护装置的分类根据其保护对象和工作原理的不同,继电保护装置可以分为多种类型,如电流保护、过电流保护、差动保护等。
每种继电保护装置都有其专门的应用领域和工作原理。
1. 电流保护:电流保护装置主要用于检测电力系统中的电流异常情况,如过流和短路。
主变保护的原理及调试主变保护是电力系统中关键的保护之一,它主要用于对主变压器进行保护,以防止主变压器由于外界故障或内部故障引起的损坏。
主变保护主要包括差动保护、过流保护和继电保护。
1.差动保护:差动保护是主变保护的最主要的保护方式。
它基于主变压器两侧电流的差值来判断是否有故障发生。
差动保护装置通过将主变压器两侧的电流进行比较,如果两侧电流之差超过设定值,就会判定为故障,从而触发保护动作。
差动保护装置一般由差动电流继电器和判据继电器组成。
差动电流继电器通过测量主变压器两侧电流来判断是否有故障,而判据继电器用来对差动电流继电器的输出信号进行判别,并进行相应的动作信号输出。
2.过流保护:过流保护是为了防止主变压器由于过电流引起的损坏。
过流保护一般采用了方向性元件来判别过电流的方向,从而确定保护方向。
过流保护装置通过测量主变压器的电流,并与设定的电流值进行比较。
如果测量到的电流超过设定值,就判定为过电流,触发保护动作。
过流保护装置一般由过流继电器和方向继电器组成,过流继电器进行电流测量和保护判别,方向继电器用于判断过电流的方向。
3.继电保护:继电保护用于检测主变压器的各种参数是否在正常范围内,如温度、压力、流量等。
继电保护装置一般由继电器和传感器组成,传感器用于检测各种参数,继电器用于进行保护判别并输出保护信号。
1.校验设备:首先需要校验主变保护装置和相关设备的准确性和完好性。
包括校验差动电流继电器和过流继电器的准确性,以及校验方向继电器和传感器的准确性。
2.参数设置:根据实际情况,设置差动保护和过流保护的参数,包括差动电流继电器的设定值、过流继电器的设定值和方向继电器的设置。
3.动作测试:对主变保护系统进行动作测试,以测试保护装置的可靠性和动作速度。
动作测试可以通过人工模拟故障来实现,如短路和过电流。
4.定期检查:需要定期对主变保护系统进行检查,包括对差动电流继电器和过流继电器的检查,以及传感器的检查。
主要的继电保护相关原理归纳总结一、线路主保护(纵联保护)纵联保护:利用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来,将各端的电气量传送到对端,将各端的电气量进行比较,一判断故障在本线路范围内还是范围之外,从而决定是否切断被保护线路。
任何纵联保护总是依靠通道传送的某种信号来判断故障的位置是否在被保护线路内,信号按期性质可分为三类:闭锁信号、允许信号、跳闸信号。
闭锁信号:收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。
允许信号:收到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。
跳闸信号:收到这种信号是保护动作与跳闸的充要条件。
按输电线路两端所用的保护原理分,可分为:(纵联)差动保护、纵联距离保护、纵联方向保护。
通道类型:一、导引线通道;二、载波(高频)通道;三、微波通道;四、光纤通道。
1.(纵联)差动保护(纵联)差动保护:原理是根据基尔霍夫定律,即流向一个节点的电流之和等于零。
差动保护存在的问题:(一).对于输电线路1.电容电流:电容电流从线路内部流出,因此对于长线路的空载或轻载线路容易误动。
解决办法:提高启动电流值(牺牲灵敏度);加短延时(牺牲快速性);必要是进行电容电流补偿。
*注:穿越性电流就是在保护区外发生短路时,流入保护区内的故障电流。
穿越电流不会引起保护误动。
2.TA断线,造成保护误动解决办法:使差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件:本侧起动原件起动;本侧差动继电器动作;收到对侧“差动动作”的允许信号。
保护向对侧发允许信号条件:保护起动;差流元件动作3.弱电侧电流纵差保护存在问题(变压器不接地系统的弱电侧在轻载或空载时电流几乎没有变化)解决办法:除两侧电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外,加装一个低压差流起动元件。
4.高阻接地是保护灵敏度不够在线路一侧发生高阻接地短路时,远离故障点的一侧各个起动元件可能都不启动,造成两侧差动保护都不能切除故障。
解决办法:由零序差动继电器,通过低比率制动系数的稳态相差元件选相,构成零序1 段差动继电器,经延时动作。
电力系统继电保护原理与运行1. 引言继电保护是电力系统中至关重要的组成部分,其主要目的是保护电力系统的设备和用户免受故障和意外事件的影响。
本文将介绍电力系统继电保护的基本原理和运行机制。
2. 继电保护的基本原理继电保护是通过电器继电器来实现的,继电器是一种通过输入电信号控制输出电路的装置。
继电器根据电力系统的运行状态和参数进行判断,一旦检测到异常情况,即会触发保护动作,以保护设备的安全运行。
继电保护的基本原理包括以下几个方面: - 差动保护:差动保护是指通过比较电流的差值来判断设备的故障情况。
当电流的差值超过预设的阈值时,保护装置会触发动作,切断故障线路,保护其他设备不受到影响。
- 过流保护:过流保护是指当电流超过设定的阈值时,继电器会触发动作,切断电流,以防止设备过载和短路。
- 欠压和过压保护:欠压和过压保护是指当电压低于或高于设定的阈值时,继电器会触发动作,以保护设备不受电压异常的影响。
- 频率保护:频率保护是指当电力系统的频率超出设定的范围时,继电器会触发动作,以保护设备不受频率异常的影响。
- 距离保护:距离保护是指通过测量信号的传播时间来判断故障位置,当故障位置超出设定的范围时,继电器会触发动作,切断故障线路。
- 巡检保护:巡检保护是指定期对电力系统进行巡检,通过检测电流、电压等参数来判断设备的运行状态,一旦发现异常情况即可进行处理。
3. 继电保护的运行机制继电保护的运行机制主要包括以下几个步骤: 1. 测量和采集数据:继电保护通过测量和采集电力系统的数据,如电流、电压、频率等参数。
2. 参数判断和比较:继电保护会将采集到的数据与预设的阈值进行比较,判断电力系统是否处于正常状态。
3. 故障检测和定位:当继电保护检测到异常情况时,会进行故障检测和定位,确定故障位置和类型。
4. 保护动作:一旦确定了故障位置和类型,继电保护会触发相应的保护动作,切断故障线路,保护其他设备不受影响。
继电保护原理概念汇总利用故障时电气量的变化特征,可以构成各种作用原理的继电保护。
例如,根据短路故障时电流增大,可构成电流速断保护和过电流保护;根据短路故障时电压降低,可构成低电压保护和电压速断保护;根据短路故障时电流与电压之间相角的变化,可构成功率方向保护;根据电压与电流比值的变化,可构成距离保护;根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化,可构成差动保护;根据不对称短路故障出现的相序分量,可构成灵敏的序分量保护。
上述保护还可构成更为复杂的继电保护,例如,将过电流保护与方向保护组合,构成方向电流保护。
此外,除了反应各种电气量的保护外,还有反应非电气量的保护,如电力变压器的瓦斯保护和过热保护等。
一、电网相间短路的电流电压保护根据电流整定值选取的原则不同,电流保护可分为无时限电流速断保护、带时限电流速断保护和定时限过电流保护三种。
1、无时限电流速断保护根据电力系统对继电保护的要求,可以使电流保护的动作不带时限(只有继电器本身固有动作时间),构成瞬动保护,为了保证动作的选择性,采取动作电流按躲过被保护线路外部短路时最大短路电流来整定。
这种保护装臵称为无时限电流速断保护(又被称为第Ⅰ段电流保护或瞬动Ⅰ段电流保护)。
无时限电流速断保护不能保护线路全长,它存在线路末端保护死区。
无时限电流速断保护动作电流值最大。
2、带时限电流速断保护由于无时限电流速断保护不能保护线路全长,其保护范围外的故障必须由另外的保护来切除。
为了保证速动性的要求,用尽可能短的时限来切除该部分的故障。
可增设第二套保护,即II段电流速断保护。
为了获得选择性,II段电流速断保护必须带时限,以便和相邻的I段电流速断保护相配合,通常所带时限只比无时限电流速断保护大一个或两个时限级差Δt,所以称它为带时限电流速断保护。
带时限电流速断保护范围包括本线路全长和相邻线路一部分,但不会超过相邻线路的无时限电流速断保护和降压变压器电流速断保护的保护范围。
继电保护基本原理
继电保护基本原理是电力系统中一种常用的保护方法,它主要通过测量电路中的电流、电压等参数,并根据一定的逻辑关系和判据来判断电力系统是否存在故障或异常情况,并采取相应的措施,保护电力系统的安全运行。
继电保护的基本原理包括以下几个方面:
1. 电流与电压测量:继电保护通常通过电流互感器和电压互感器来测量电路中的电流和电压。
电流互感器将高电流变换为与之成比例的低电流,电压互感器则将高电压变换为与之成比例的低电压。
测量出的电流和电压信号将作为继电保护的输入信号。
2. 选择性:继电保护需要根据故障类型和位置来选择相应的保护元件,以实现快速、准确地判断故障位置和类型。
为了实现选择性保护,继电保护系统通常会设置多个保护回路,并通过元件的参数设置、电流电压比较等方式来实现选择性。
3. 逻辑判断:继电保护通过对测量得到的电流、电压信号进行逻辑判断,确定电力系统是否存在故障或异常情况。
常见的判断逻辑包括过流保护、距离保护、差动保护等。
例如,过流保护会比较电流信号与设定的额定电流值,当电流超过额定值时,保护动作,切断故障电路。
4. 装置操作:当继电保护判断存在故障时,它会采取相应的操作来保护电力系统。
常见的操作包括触发离合器、断路器等开
关设备,以切断故障电路。
此外,继电保护还可以向监控系统发送警报信号,以便及时采取措施修复故障。
继电保护基本原理的核心是通过测量和判断电路参数,实现对电力系统故障的快速、准确保护。
它在电力系统中起着重要的作用,可以有效地防止故障扩大、保护设备的安全运行。
继电保护差动保护原理继电保护是电力系统中重要的安全保护装置,差动保护作为继电保护的一种常见形式,广泛应用于变电站和发电厂等电力系统中。
本文将详细介绍差动保护的原理及其在电力系统中的应用。
差动保护是一种采用电流差动原理实现的保护方式,其基本原理是通过比较电流的差值来判断电气设备是否发生故障。
差动保护系统由差动电流互感器、比率制动器、比率设置装置和动作装置等组成。
在正常情况下,电流的进出两端是相等的,差动电流为零,保护装置不动作。
而当故障发生时,故障点处的电流会发生变化,导致差动电流不为零。
差动保护装置通过检测差动电流是否超过设定值来判断故障是否存在,如果差动电流超过设定值,则差动保护装置会发出信号,动作断路器,从而实现对故障点的隔离。
差动保护具有以下几个特点:1. 灵敏性高:差动保护采用电流差动原理,能够快速检测到电气设备的故障,具有较高的灵敏度。
2. 可靠性好:差动保护采用多路并联的方式,即使其中一个互感器出现问题,也不会影响整个差动保护系统的正常工作。
3. 范围广:差动保护适用于各种电气设备,如变压器、发电机、电动机等,保护范围广泛。
4. 操作简便:差动保护装置的设置和调整比较简单,一般只需根据设备的额定电流进行设定即可。
差动保护在电力系统中的应用非常广泛。
以变电站为例,变电站作为电力系统的重要组成部分,承担着电能传输、配电和变压的功能,其设备的安全运行对电力系统的稳定运行至关重要。
变电站中的变压器、发电机等设备都需要进行差动保护。
在变压器差动保护中,通常采用两个互感器,一个连接到变压器的高压侧,一个连接到低压侧。
通过比较高压侧和低压侧的电流差值,可以判断变压器是否发生故障,并及时采取隔离措施,保护变压器的正常运行。
在发电机差动保护中,通常采用三个互感器,一个连接到发电机的A相,一个连接到B相,一个连接到C相。
通过比较三相电流的差值,可以判断发电机是否发生故障,并及时采取断开发电机的措施,以防止故障扩大。
继电保护的作用及原理当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时,能够向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。
本期就为大家详细介绍继电保护的基本原理、基本要求、基本任务、分类和常见故障分析及其处理。
1、基本原理。
继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:a.电流增大短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
b.电压降低当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。
c.电流与电压之间的相位角改变正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°,三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的,一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的相位角则是180°+(60°~85°)。
d.测量阻抗发生变化测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。
正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显著减小,而阻抗角增大。
不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量;单相接地时,出现负序和零序电流和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
此外,除了上述反应工频电气量的保护外,还有反应非工频电气量的保护,如瓦斯保护。
2、基本要求。
继电保护装置为了完成它的任务,必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
差动保护是输入的两端CT电流矢量差,当达到设定的动作值时启动动作元件。
保护范围在输入的两端CT之间的设备(可以是线路,发电机,电动机,变压器等电气设备)什么是差动保护[1]电流差动保护是继电保护中的一种保护。
正相序是A超前B,B超前C 各是120度。
反相序(即是逆相序)是 A 超前C,C超前B各是120度。
有功方向变反只是电压和电流的之间的角加上180度,就是反相功率,而不是逆相序。
差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。
差动保护把被保护的电气设备看成是一个接点,那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等,差动电流等于零。
当设备出现故障时,流进被保护设备的电流和流出的电流不相等,差动电流大于零。
当差动电流大于差动保护装置的整定值时,保护动作,将被保护设备的各侧断路器跳开,使故障设备断开电源。
差动保护原理差动保护差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的,当变压器正常工作或区外故障时,将其看作理想变压器,则流入变压器的电流和流出电流(折算后的电流)相等,差动继电器不动作。
当变压器内部故障时,两侧(或三侧)向故障点提供短路电流,差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流,差动继电器动作。
差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时,一直用于变压器做主保护。
另外差动保护还有线路差动保护、母线差动保护等等。
变压器差动保护是防止变压器内部故障的主保护。
其接线方式,按回路电流法原理,把变压器两侧电流互感器二次线圈接成环流,变压器正常运行或外部故障,如果忽略不平衡电流,在两个互感器的二次回路臂上没有差电流流入继电器,即:iJ=ibp=iI-iII=0。
如果内部故障,如图ZD点短路,流入继电器的电流等于短路点的总电流。
即:iJ=ibp=iI2+iII2。
当流入继电器的电流大于动作电流,保护动作断路器跳闸。
功能差动保护是变压器的主保护,是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障,同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
电力系统差动保护差动保护是电力系统中一种重要的保护方式,它能够有效地检测电力系统中的故障,保护系统的稳定运行和设备的安全运行。
本文将着重介绍差动保护的原理、分类、应用以及未来发展趋势。
一、差动保护原理差动保护是基于电流差动原理实现的。
电力系统中,正常工作情况下,电流应该在各个元件间平衡。
而当发生故障时,电流的分布就会失去平衡,这时差动保护就能够通过测量元件间的电流差异来判断是否存在故障,并快速地切除故障点,保护系统的安全运行。
二、差动保护分类根据差动保护的应用对象不同,可以将其分为传统差动保护和继电保护两种类型。
1. 传统差动保护:传统差动保护主要应用于变压器保护。
通过在变压器的低压侧和高压侧分别接入差动元件(如电流互感器),测量和比较两端电流的差值,以实现对变压器的保护。
传统差动保护具有结构简单、响应速度快等优点,广泛应用于电力系统中。
2. 继电保护:继电保护主要应用于电力系统的母线、线路和发电机等元件的保护。
继电保护通过在元件的两端接入差动元件,测量和比较两端电流的差值,以实现对元件的保护。
继电保护具有适用范围广、可靠性高等优点,在电力系统中得到广泛应用。
三、差动保护应用差动保护在电力系统中的应用非常广泛。
主要包括以下几个方面:1. 变压器保护:差动保护是变压器保护的主要手段之一。
它能够有效地检测变压器内部故障,并迅速切除故障点,保护变压器的安全运行。
2. 母线保护:差动保护在电力系统母线的保护中起着重要的作用。
它能够实时监测母线的电流分布情况,一旦发现异常情况,及时切除故障点,保护母线的安全运行。
3. 线路保护:差动保护在电力系统线路的保护中也具有重要的地位。
它能够监测线路两端电流的差异,一旦发现故障,能够快速切除故障点,保护线路的安全运行。
4. 发电机保护:差动保护在发电机的保护中起着关键的作用。
它能够实时监测发电机的电流分布情况,快速切除故障点,保护发电机的安全运行。
四、差动保护的未来发展趋势随着电力系统的发展和变化,差动保护也在不断演化和改进。